Descripción: Es aceptado que la humedad del suelo puede alterar las condiciones dela atmósfera a partir del control del balance energético e hidrológico. Es poresto que el objetivo general de esta Tesis, se basa en mejorar la comprensióndel efecto que tienen las interacciones superficie terrestre-atmósfera sobre Sudamérica en distintas escalas temporales a partir de un conocimiento másprofundo de la humedad del suelo y su variabilidad, así como también de laevapotranspiración, y los posibles mecanismos de control de estas variablessobre los procesos que favorecerían la ocurrencia de lluvia en forma local. Debido a la escasez de observaciones de las variables del suelo, es quese utilizaron las simulaciones de humedad del suelo del Global Land Data Assimilation System (GLDAS). Las mismas fueron evaluadas respecto adiversas estimaciones, proxies, y mediciones in-situ de las condiciones hídricasdel suelo sobre Sudamérica. El buen acuerdo mostrado por GLDAS, permitiórealizar una climatología enfocada principalmente en las simulaciones dehumedad del suelo. En primer lugar, se documentaron las características medias y lasdistintas escalas temporales y espaciales de variabilidad de la humedad delsuelo. De particular importancia resulto ser la variabilidad de baja frecuenciasobre grandes regiones del dominio, acentuada en los espesores másprofundos del suelo. En algunas de las regiones analizadas se observaronpicos de energía con ciclos significativos de 17, 8, 3 años, ciclos menores a los 12 meses, así como también en escalas intraestacionales. Además, se observóque el patrón espacial dominante respecto a la variabilidad temporal de lahumedad del suelo fuera de las áreas tropicales es, a grandes rasgos, dipolar. Por otro lado, se estudió el grado de interacción entre la humedad delsuelo, la evapotranspiración y la precipitación. En el sudeste de Sudamérica yen otras regiones aisladas se observó que las anomalías de humedad del sueloejercen cierto grado de control sobre la precipitación, y en mayor grado sobre laevapotranspiración. En otras regiones, el comportamiento fue opuesto, dondela atmósfera estaría controlando las condiciones del suelo. En base a estos resultados, se analizó la variabilidad y el acople sueloatmósferade un sistema de pronostico estacional, para evaluar la utilización delos resultados hallados en GLDAS, en la predicción estacional. Este sistema depronóstico, si bien puede reproducir algunas de las características de lahumedad del suelo observadas en GLDAS, tiene errores sistemáticos. Asimismo, ciertos procesos fundamentales de las interacciones entre el suelo yla atmósfera, no estarían adecuadamente representados, lo cual podría limitarla capacidad predictiva en baja frecuencia asociada a los modos acopladossuelo-atmósfera.

Descripción: Los endófitos fúngicos son organismos que juegan un rol clave en los ecosistemas. Son capaces de promover el desarrollo vegetal, modular el establecimiento de comunidades vegetales y rizosféricas, incluyendo micorrizas, y promover cambios en el suelo. En este trabajo se estudiaron las relaciones establecidas entre hongos endofíticos foliares y la planta Jatropha curcas L. con los siguientes objetivos: 1. Caracterizar la comunidad endofítica asociada a Jatropha curcas y evaluar si esta asociación se correlaciona con: -procesos de retroalimentación planta-suelo, -cambios en la micobiota rizosférica y en el suelo, y si dichos cambios tienen efecto sobre el desarrollo vegetal de plantas conespecificas y plantas nativas. 2. Analizar la actividad biospeckle de las hojas y su potencial aplicación para la detección temprana de endófitos foliares. 3. Identificar y caracterizar las cepas responsables de los efectos observados. Los resultados obtenidos sugieren que los endófitos foliares: -no promoverían procesos de retroalimentación positiva para plantas conespecíficas, -promueven la colonización micorrízica en Jatropha curcas, así como en otras especies y que dicha asociación sería responsable de modular ciertos parámetros del suelo, -pueden ser detectados sin intervención destructiva por el método de bioespeckle. Adicionalmente los resultados obtenidos señalan que cepas del género Alternaria serían los principales responsables de las respuestas analizadas durante este trabajo, el cual pretende ser un aporte para el desarrollo de nuevas herramientas para una agricultura sustentable.

Descripción: En esta tesis se evalúa la respuesta del clima regional del sur de Sudamérica a dos forzantes locales asociados a las condiciones de superficie, los cambios de uso/cobertura de suelo y los cambios en las condiciones de la humedad de suelo. Por otro lado, se analiza cómo la respuesta del clima regional a distintos forzantes remotos es modulada por los cambios de uso/cobertura de suelo. En primer lugar, se analiza la capacidad de una serie de modelos climáticos regionales para representar los balances de radiación y los flujos de calor en América del Sur, ya que los cambios en las condiciones de superficie afectan fuertemente estos balances. En particular, se evalúa la capacidad del modelo regional MM5, utilizado como herramienta para el abordaje de esta tesis. En segundo lugar, se estudia la respuesta del clima regional del sur de Sudamérica para diferentes escenarios idealizados de cambios de uso/cobertura de suelo, asociados a los procesos de desertificación, reforestación y remplazo de la cobertura actual por tierras para la agricultura, procesos que se han dado en nuestra región en las últimas décadas y que continúan teniendo una tendencia positiva. Se encontró que los cambios en la cobertura de suelo influyen fuertemente sobre la temperatura y la precipitación mediante cambios en los balances de energía y agua en el sur de Sudamérica. En tercer lugar, se evalúa cómo los cambios en la cobertura de suelo modulan la respuesta del clima regional a la señal asociada a distintos forzantes remotos, ENSO y el aumento en la concentración de los gases de efecto invernadero. Finalmente, se analiza el efecto de los cambios de humedad de suelo en la variabilidad climática estacional del sur de Sudamérica. En particular, considerando que la humedad de suelo es una de las variables con mayor memoria del Sistema Climático, se evalúa la influencia de este forzante local en la predictabilidad climática en escala estacional.

Descripción: El tema principal de esta tesis es la investigación de los procesos de realimentación suelo-atmósfera, que tienen lugar dentro del sistema monzónico de Sudamérica. Este estudio utiliza simulaciones con un modelo regional para responder una serie de interrogantes: a) cual es el rol de las condiciones de superficie en el desarrollo del monzón?; b) cuales son las sinergias entre la humedad del suelo y la precipitación?; c) cómo son afectadas las circulaciones regionales como resultado de los efectos de superficie?. Con el modelo regional Eta (Mesinger 1997; Mesinger et al. 1988; Black, 1994), sobre un dominio de integración que cubre toda la América del Sur y parte de América Central, utilizando como campos iniciales y condiciones de contorno los reanálisis del Proyecto de Reanálisis NCAR-NCEP (Kalnay et. al., 1996), se realizaron distintos experimentos de sensibilidad a las condiciones iniciales de superficie. Los resultados de las simulaciones permiten concluir que, aunque las modificaciones en las condiciones de superficie, se imponen en el inicio de las integraciones del modelo, el efecto sobre todas las variables analizadas se observa en todo el periodo de integración. Las simulaciones se realizaron para distintos meses de octubre, con el fin de asegurarse que los resultados sean independientes de un año en particular. El mes de octubre se encuadra dentro de la primavera temprana, época durante la cual las condiciones de superficie sobre la región del monzón favorecen la interacción suelo-atmósfera. Los análisis efectuados a partir de los resultados de las corridas individuales indican que, la superficie y el forzante dinámico actúan en la región del monzón independientemente de las condiciones de gran escala (El Niño, La Niña y año neutro) probando que los resultados son robustos. Se comprobó que la precipitación media mensual del mes de octubre, resultante de las simulaciones realizadas con el modelo Eta, es similar a la climatológica obtenida a partir de observaciones satelitales y a los reanálisis globales. El campo ensemble de precipitación exhibe las principales características de las observaciones, tanto sobre el océano como el continente, y en particular de la precipitación monzónica. Asimismo, las simulaciones reproducen las principales características de los campos del flujo de humedad, incluidas la entrada del flujo del Océano Atlántico y el jet de capas bajas (LLJ) al este de los Andes. Se demostró que la representación del jet de capas bajas Sudamericano (SALLJ) lograda por el modelo Eta es de mayor resolución que la representada por los reanálisis globales. Se realizaron los estudios de sensibilidad del modelo a los cambios en la humedad del suelo y se calcularon las anomalías de variables representativas. La investigación se completó examinando el rol de las anomalías de la humedad del suelo, en las características estacionales y la variabilidad interanual de la componente atmosférica del ciclo hidrológico, sobre Sudamérica subtropical. Simulaciones con el modelo Eta para meses ilustrativos del ENOS 82-83, indican que la ubicación y fuerza del LLJ, así como la variabilidad del transporte de humedad durante el ENOS 82-83, reflejan la influencia de las condiciones de superficie. El LLJ se desplaza hacia lo alto como indican las anomalías positivas en superficie y negativas en niveles más altos (~700 hPa). Además, como consecuencia de los cambios en la estructura del LLJ y la reducción en la disponibilidad de humedad debido a la menor evaporación, se produce una reducción del transporte de humedad por el LLJ. En marzo del periodo estudiado, se observa la mayor anomalía, mientras que durante el verano austral, la combinación de las características del ENOS con las condiciones estacionales, parece imponerse sobre el efecto de la superficie.

Descripción: Las llanuras de inundación tropicales son regiones temporalmente o permanentemente inundadas debido al desbordamiento de los ríos en zonas de llanura. Las llanuras de inundación ubicadas sobre importantes ríos pueden tener un régimen anual de inundación predecible lo que explica que sean importantes lugares ecológicos con una gran biodiversidad proporcionando importantes servicios ecológicos. El Pantanal, una de las más extensas llanuras de inundación tropical del mundo, es la región de estudio de esta tesis. El objetivo es de desarrollar un esquema de llanuras de inundación para el modelo de superficie ORCHIDEE que sea compatible con modelos atmosféricos de alta resolución para las razones siguientes: (1) mejorar la representación del impacto de las llanuras de inundación sobre los ciclos del agua y de la energía en ORCHIDEE, (2) estudiar la dinámica del Pantanal y (3) evaluar los impactos de las llanuras de inundación sobre las interacciones suelo-atmósfera en esta región. En un primer tiempo, la versión original a baja resolución de las llanuras de inundación en ORCHIDEE fue utilizada para mostrar la importancia de incluir las llanuras de inundación en los modelos de superficie para mejorar la representación del ciclo del agua y permitir una representación más realista de los flujos suelo-atmósfera. El esquema de llanuras de inundación desarrollado está basado en la construcción del grafo rutaje de los ríos en una retícula atmosférica usando modelos de elevación digital a alta resolución vía el concepto de Unidades de Transferencia Hidrológica (HTU). Una herramienta de pre-procesamiento flexible y paralelizada fue desarrollada para facilitar y mejorar la construcción de los grafos de rutaje de los ríos en distintas retículas atmosféricas para facilitar la integración de datos hidrológicos suplementarios para la representación de las llanuras de inundación. Este esquema tiene que enfrentarse a nuevos problemas relacionados con la resolución como la posibilidad para un HTU de inundar a sus vecinos. Este esquema fue validado en comparación con observaciones y con su versión previa en ORCHIDEE. La comparación de simulaciones con y sin el esquela de inundación activado, forzadas por forzantes atmosférica a distintas resoluciones nos permitió evaluar (1) el impacto de las llanuras de inundación en las variables de superficie y (2) como la resolución afecta la simulación de la dinámica de las llanuras de inundación. El esquema de llanuras de inundación fue utilizado en una simulación del modelo RegIPSL (modelo acoplado ORCHIDEE-WRF) para estudiar cómo modifica las interacciones suelo- atmósfera sobre la región del Pantanal y cuales son los impactos locales y remotos sobre el clima de Sur America.

Descripción: Las especies asexuales del género Epichloë Tul (Clavicipictaceae, Hypocreales, Ascomycota)establecen simbiosis mutualista con diferentes especies de gramíneas (C3) muchas de ellas deinterés agronómico. El objetivo de esta tesis fue evaluar el efecto de las simbiosis entre gramíneas nativas y endofitosasexuales Epichloë sobre la diversidad fúngica de la rizósfera. Se postuló que la simbiosis Bromus auleticus – Epichloë pampeana modificaría la estructura de lacomunidad del suelo debido a que los endofitos producen metabolitos en el interior de la planta loscuales son excretados por el sistema radical. Para poner a prueba la hipótesis, se realizó un ensayo en vivero con diversos tiempos de muestreoen el cual se evaluaron diferentes parámetros. Semillas de B. auleticus asociadas (E+) o noasociadas (E-) a E. pampeana fueron sembradas en macetas con dos tipos de suelo (Agronómicoy No Agronómico). Se evaluó el efecto de la interacción gramínea-endofito y del uso agronómicodel suelo mediante identificación por análisis macro y micromorfológico, metagenómico y cultivo enmedios selectivos. La presencia de E. pampeana en las plantas de B. auleticus se asoció con un aumento de ladiversidad de hongos saprobios de la rizósfera, un aumento del porcentaje de micorrización, ysumado a esto, un incremento de la diversidad de los hongos micorrícicos en suelos No Agronómico. También se evidenció un incremento de especies micorrícicas con mayor capacidadpara movilizar fósforo (P), en asociación a plantas E+ en comparación a las E-, en muestras desuelo Agronómico. No se detectó un efecto significativo del estatus endofítico ni de los suelossobre la cantidad de hongos solubilizadores de P, pero si se observó un efecto sobre su diversidadatribuible a la introducción de B. auleticus. En cuanto a su rol defensivo frente a especies parásitasy/o potenciales patógenos, no se observaron deferencias entre los diferentes tratamientos encuanto al porcentaje de colonización de las raíces por Chytridiomycetes, pero si se detectó unaumento en el porcentaje de mortalidad de plantas E- de B. auleticus en comparación a las E+. Los resultados obtenidos en ésta tesis ponen en evidencia el efecto de los endofitos asexuales Epichloë en el entorno en el que se desarrolla su hospedante, lo cual señala la relevancia de estemodelo para el estudio no sólo de la simbiosis planta-endofito sino también de múltiplesinteracciones, con el valor agregado de ser B. auleticus una gramínea nativa de interésagronómico.

Descripción: La sequía es uno de los principales peligros naturales, siendo un fenómeno que ocasiona pérdidas millonarias en diversos sectores socio-económicos. Frecuentemente el sector agrícola es el primero en ser afectado por la sequía, debido a la dependencia al agua y a las reservas de humedad del suelo durante las diversas etapas del crecimiento de los cultivos. El objetivo de esta investigación de tesis se centra en el análisis del nexo entre la variabilidad de la Humedad del Suelo (HDS) y la ocurrencia de sequias meteorológicas y agrícolas, mediante el uso de las estimaciones de HDS de la misión Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS) en gran parte de la Llanura Pampeana. La respuesta de la HDS a la ocurrencia de sequías identificadas mediante el Índice de Precipitación Estandarizada (IPE) se obtiene en ventanas de tiempo de 3 a 5 meses. Esto permite adoptar la serie de IPE en ventana de 3 meses (IPE3), para el monitoreo de condiciones de exceso y déficit de HDS estimada a partir de sensores remotos. Las áreas afectadas por eventos de sequía, condiciones normales y excesos poseen una alta coherencia espacial entre el IPE3 y las anomalías de HDS. Esta coherencia también se observa a nivel temporal, con anomalías negativas de HDS respondiendo a condiciones de sequía severa y extrema (IPE <=-1.5). A partir de esta relación, se desarrolló un índice de sequías agrícolas que considera la HDS de la misión SMOS y la composición del suelo en los primeros centímetros. Se destaca el uso de HDS estimada mediante la misión SMOS como una herramienta de rápida disponibilidad y adecuada precisión, que permite cuantificar y monitorear el balance hídrico en la Llanura Pampeana, teniendo en cuenta las precipitaciones y las pérdidas por evapotranspiración.

Descripción: El maíz es uno de los cultivos agrícolas de mayor área sembrada y volumen deproducción a nivel mundial. La creciente demanda de alimentos y una ampliadiversidad de usos en la industria impulsan continuamente el aumento delconsumo y la producción. Factores meteorológicos definen su rendimientopotencial, mientras que otros, como la disponibilidad de agua, pueden limitar laexpresión de dicha potencialidad. Tal es así que existe una estrecha relaciónentre el rendimiento y el agua consumida, cuantificada a través de laevapotranspiración (ET) acumulada a lo largo del ciclo del cultivo. Debido alalto costo de instalación y a las dificultades de operación que tiene elinstrumental para medir directamente la ET, se recurre generalmente a suestimación indirecta mediante modelos con distinto grado de complejidad. Eneste trabajo se desarrolla un modelo físico-matemático del sistema sueloplanta-atmósfera que permite extender la aplicabilidad de los modelosmicrometeorológicos de ET existentes a condiciones no potenciales. Para ellose diseñaron y realizaron dos campañas de medición a campo en la localidadde Balcarce, provincia de Buenos Aires, en las que un cultivo de maíz fuesometido a tratamientos para simular condiciones de deficiencia hídrica endistintas etapas del ciclo del cultivo. Los datos de la primera campaña seutilizaron para el desarrollo de un módulo para simular el flujo de agua en elsuelo y su acople a un modelo micrometeorológico de ET. Los datos de lasegunda campaña se utilizaron para validar el modelo acoplado, obteniendoresultados ampliamente satisfactorios.

Descripción: Se estudió el impacto del uso de glifosato y clorpirifos en la estructura y función de suelos agrícolas de nuestro país, mediante bioensayos integrados laboratoriocampo, a través de una batería de biomarcadores, empleando un enfoque por niveles. Lombrices Eisenia andrei se seleccionaron como bioindicadores para ensayos de laboratorio. En estudios preliminares, éstas se expusieron a los plaguicidas en papel de filtro o suelo artificial (SA). Se optimizaron biomarcadores celulares/subcelulares, y parámetros de relevancia ecológica, que se aplicaron al monitoreo de suelos agrícolas, en cultivo de soja o trigo, rociados con los plaguicidas a las concentraciones recomendadas. Algunos biomarcadores fueron sensibles a las bajas concentraciones de plaguicidas. Los ensayos de tiempo de retención del rojo neutro y Cometa fueron más sensibles al clorpirifos que los de reproducción y evasión. Estos últimos resultaron buenos indicadores del efecto de glifosato. La actividad alimentaria en laboratorio y campo presentó un patrón similar de respuesta. Los bioensayos en SA suplementado con los plaguicidas a las concentraciones ambientales previstas mostraron una respuesta similar a la obtenida en campo, pudiendo resultar útiles para evaluar efectos de los plaguicidas en estos organismos no blanco. Se enfatiza la importancia de realizar ensayos laboratorio-campo en condiciones locales.

Descripción: El estilo de vida en forma de biofilms desarrollados sobre diferentes sustratos podría ofrecer una ventaja adaptativa a los microorganismos del suelo frente a condiciones de estrés ambiental, por lo que resulta de interés contribuir a su conocimiento en especies autóctonas de Argentina. En esta Tesis se estudió la capacidad formadora de biofilms de una colección de aislamientos pertenecientes a los géneros Pseudomonas y Burkholderia spp., provenientes de suelos de diferentes localidades de Argentina. Estos microorganismos de vida libre presentan características deseables para el desarrollo agrícola sustentable como biocontroladores o promotores del crecimiento vegetal (PGPR). Se establecieron las condiciones de cultivo in vitro en las que es posible evaluar la biomasa adherida a soportes abióticos o bióticos y se analizaron las propiedades asociadas a componentes de la superficie bacteriana, la producción de polisacáridos extracelulares como posibles constituyentes de la matriz del biofilm y la tolerancia intrínseca de estos microorganismos a factores de estrés frecuentes en el suelo, como la salinidad y la presencia de arsénico. Los aislamientos pertenecientes a Pseudomonas spp. mostraron mayor diversidad de fenotipos asociados a componentes de superficie y mejor desempeño como formadores de biofilms in vitro sobre poliestireno (PE) o raíces de trigo en comparación con los aislamientos de Burkholderia spp. En presencia de factores de stress, observamos que el desarrollo de biofilms pudo dispararse como mecanismo de supervivencia en el caso de los aislamientos P. fluorescens P18 expuesto a 1 mM de arsénico o P. protegens P11 y Pseudomonas sp. P14 cultivados en presencia de 200 mM de cloruro de sodio donde el incremento de la biomasa adherida al PE fue significativo. Por otra parte, el aislamiento B. ambifaria B12 fue el que mostró mayor tolerancia a la salinidad, exacerbando el desarrollo del biofilm significativamente en presencia de 300 mM de cloruro de sodio. Finalmente, mediante un enfoque genético, se estudió el rol de los polisacáridos en la formación de biofilm en el simbionte modelo Mesorhizobium japonicum MAFF303099. Se interrumpieron genes localizados en dos locus involucrados en la síntesis del exopolisacárido I (EPS I) que fueron identificados en el genoma de MAFF303099. Una mutante afectada en el gen mll5252, que codifica la enzima galactosiltransferasa ExoY y otra en mlr6756, que codificaría una proteína putativamente involucrada en su biosíntesis y transporte, fueron estudiadas en cuanto a su capacidad de producción de exopolisacáridos, adhesión a diferentes sustratos y nodulación de Lotus tenuis. Nuestros resultados sugieren que el EPS I producido por M. japonicum MAFF303099 es requerido como constituyente de la matriz del biofilm desarrollado in vitro y durante la nodulación de las raíces de la planta hospedadora. Este trabajo aporta evidencias de la importancia de los polisacáridos extracelulares durante el ciclo de vida de M. japonicum MAFF303099, de manera similar a lo que fue propuesto en otros simbiontes de plantas como Rhizobium leguminosarum y Ensifer meliloti.

Descripción: El cambio en el uso del suelo, particularmente el reemplazo de hábitats naturales por monocultivos como las plantaciones forestales, ha conducido a la modificación de la composición de las comunidades, constituyendo uno de los principales causales de la pérdida de biodiversidad. En la actualidad, los humedales se encuentran entre los sistemas más amenazados por los cambios en el uso del suelo. Estos cambios afectan a la integridad ecológica de los mismos y, por ende, a la provisión de bienes y servicios que brindan a la sociedad. En el Bajo Delta del Río Paraná las forestaciones comerciales de salicáceas (sauces y álamos) constituyen la principal actividad económica de la región. Más recientemente, la introducción de la ganadería como parte del sistema forestal (en los denominados “sistemas silvopastoriles”) insinúa un cambio rotundo en el escenario agropecuario de la región. Los efectos de estas actividades económicas impactan sobre la vegetación, el suelo y las comunidades bióticas de los humedales del Bajo Delta. A fin de analizar esta problemática, se realizó un estudio enfocado en las familias de coleópteros Carabidae y Aphodiidae. Dichas familias cumplen un papel ecológico importante en cuanto al mantenimiento de los suelos y están considerados como buenos indicadores del grado de antropización de los ambientes y de los cambios en el uso del suelo. Por estos motivos, el objetivo general del presente trabajo es evaluar las condiciones ambientales en los distintos sistemas productivos (forestaciones de álamo y sauce y sistemas silvopastoriles) a través del análisis de sus efectos sobre las comunidades de ambas familias de escarabajos. Para ello, se compararon forestaciones de álamo adulta (11-15 años) y joven (5-7 años) con y sin ganado, y forestación de sauce adulto y joven cada 45 días durante dos años (se consideraron 3 rodales por tipo forestal). Se registró un total de 45 especies, 10 de afódidos y 35 de carábidos. Los ambientes presentaron especies con diferentes características ecológicas y marcadas variaciones fenológicas estacionales lo cual se expresó en diferencias en las comunidades de los escarabajos estudiados. La antropización de los ambientes analizados dio como resultado la presencia de una mayor proporción de especies mesófilas respecto a las hidrófilas que se hubieran esperado por tratarse de ambientes localizados en áreas de humedales. Las especies presentaron máxima actividad durante las estaciones de invierno y primavera. Los resultados muestran que las distintas comunidades se diferenciaron en cuanto a sus parámetros estructurales (diversidad, riqueza y equitatividad taxonómica) dependiendo del ambiente y de la estación del año. La identidad forestal, la edad del rodal, el manejo de las forestaciones y la estacionalidad dada por la ecología de las especies de ambas familias de escarabajos fueron determinantes para definir el ensamble de cada comunidad. No se encontraron diferencias en la diversidad funcional entre ambientes pero sí entre las distintas estaciones del año. Las variables ambientales consideradas mostraron tener una influencia en la estructuración de las distintas comunidades. Los resultados alcanzados en el presente estudio aportan al conocimiento de estas familias de escarabajos, hasta ahora muy poco estudiados en el Bajo Delta del Paraná, y contribuyen con información de base para el protocolo de manejo de la biodiversidad en plantaciones forestales de esta región. En función de lo hallado en esta tesis, se plantea que la consideración de estas familias de escarabajos en el desarrollo de herramientas de gestión de los sistemas forestales y silvopastoriles del Bajo Delta del Paraná es esencial para integrar objetivos económicos, de conservación y de usos de la tierra.

Descripción: La interacción entre el suelo y la atmósfera contribuye en gran medida a la caracterización delsistema climático. De la complejidad de esta interacción se pueden identificar algunasvariables atmosféricas como principales forzantes de las condiciones hídricas del suelo:temperatura y precipitación. Este trabajo de tesis propone avanzar en el conocimiento de larelación entre la atmósfera (temperatura y precipitación) y el suelo (condiciones hídricas), conespecial énfasis en sus eventos extremos en la Región oriental húmeda y semi-húmeda deproducción agrícola en secano de la Argentina. En primer lugar, se analizó la respuesta de la Situación Hídrica (SH=Exceso-Déficit) del suelofrente a la variabilidad y valores extremos climáticos de precipitación y evapotranspiraciónpotencial, a partir de las salidas de un balance hídrico mensual de datos observados. Sedestaca que las estaciones orientales presentan condiciones favorables para la ocurrencia deexcesos mientras que en las occidentales prevalecen las condiciones de déficit, aún bajo laocurrencia de extremos de alta precipitación. La zona de transición se caracteriza por una altaestacionalidad, similar a la zona oriental en los meses cálidos y a la occidental en los mesesfríos. Para el análisis de condiciones hídricas del suelo se presentan tres aplicaciones: larelación entre la SH y el Índice de Precipitación Estandarizada y la circulación atmosféricaasociada; el impacto en la clasificación climática derivada y un análisis a escala diaria de lavariabilidad decadal y la influencia de los eventos ENSO. En segundo lugar, se trabajó con las salidas de los Modelos Climáticos Globales (MCGs). Seevaluó la habilidad de los MCGs en representar la temperatura y precipitación observadas. Apartir de estas salidas se cuantificó el cambio proyectado para estas variables para serincorporado en el balance hídrico. Debido a que los cambios proyectados para la región deestudio son mayores para la temperatura que para la precipitación, se percibe el cambio en elbalance hídrico a través de la influencia del incremento en la evapotranspiración potencial. Como consecuencia, disminuye la ocurrencia de condiciones de excesos, principalmente en lasestaciones orientales de la región de estudio. Por último, se analizaron los principales flujos delos MCGs que participan en la interacción entre el suelo y la atmósfera. A partir del estudio realizado en esta tesis, es posible explicar la respuesta hídrica del suelofrente a la variabilidad del clima, analizada a través de la temperatura y la precipitación. Esteanálisis podría ser utilizado en modelos de gestión y planificación de la agricultura en una delas regiones más importantes de la Argentina, en donde los cultivos dependen fuertemente delas condiciones climáticas.

Descripción: La importancia del estado del suelo como modulador del comportamiento de la atmósfera ha sido ampliamente reconocida en estudios previos. La interacción suelo-atmósfera puede afectar propiedades de la capa límite (efecto local) así como la circulación atmosférica (efectos no locales) en diferentes escalas espaciales y temporales. Comprender los procesos involucrados contribuiría a mejorar la predictibilidad de las variaciones de precipitación y temperatura, de gran interés para sectores como el energético y el agrícola. En esta tesis se exploran procesos relacionados con la variabilidad de la humedad del suelo (HS) en las escalas interanual y diurna en Sudamérica. Para ello, se realizaron dos simulaciones con los modelos climáticos RCA4 y LMDZ, una en la cual la HS interactúa libremente con la atmósfera y otra en la que la HS está prescripta de forma tal de eliminar su variabilidad interanual pero manteniendo su ciclo anual medio. Además, se utilizaron datos de reanálisis y de distintos productos climáticos como referencia. En primer lugar, se analizó el ciclo diurno medio de precipitación a escala continental en la estación monzónica (octubre-marzo), comparando las simulaciones con los modelos RCA4 y LMDZ contra reanálisis y productos satelitales. El principal modo de variabilidad diurna es el forzado por el calentamiento radiativo y la subsecuente precipitación iniciada en horas de la tarde. El segundo modo parece dominado por efectos costeros y orográficos, aunque es menos coherente entre bases de datos. Se caracterizó la precipitación según su frecuencia, intensidad y cantidad y se compararon diferencias noche-día a lo largo del continente. Se identificaron limitaciones de los modelos en representar correctamente el ciclo diurno medio, generalmente asociadas a eventos de lluvia disparados tempranamente o a preponderancia de lluvia por la tarde. Zonas con precipitación media nocturna, como el centro-norte de Argentina, no suelen ser bien representadas. Con el fin de explorar este problema, se puso el foco en eventos de precipitación en el noreste de Argentina. Se analizaron composiciones de días de cielo despejado, días con lluvia a la tarde y días con lluvia nocturna, y se exploró el balance hídrico atmosférico en cada caso y el rol del acople suelo-atmósfera. A pesar de las limitaciones en representar el ciclo diurno medio, RCA4 reproduce de manera aceptable los eventos particulares seleccionados comparado a otras bases de datos. Tanto RCA4 como el reanálisis ERA5 coinciden en que los eventos de lluvia por la tarde son promovidos por las condiciones locales y su principal fuente de agua es la evapotranspiración local. Por otro lado, los eventos nocturnos dependen de forzantes de mayor escala y están alimentados principalmente por el flujo de humedad que converge en la región a través de la corriente en chorro de capas bajas (SALLJ). Se encontró que, si bien el sudeste de Sudamérica, y en particular el noreste de Argentina, es en promedio una zona de acople local suelo-atmósfera, los días con cielo despejado presentan mayor acople local que los días de lluvia a la tarde, mientras que los días de lluvia nocturna no muestran evidencia de acople local. Sin embargo, los eventos de precipitación nocturna son los más afectados si se comparan ambas simulaciones, sugiriendo efectos no locales del acople en estos casos. Se propuso, entonces, un mecanismo no local en el cual la variabilidad de la HS en el este de Brasil impacta sobre la circulación regional, limitando el flujo de humedad que llega al norte de Argentina y promoviendo subsidencia anómala, reduciendo la precipitación asociada a los eventos nocturnos en el noreste de Argentina. Mediante este mecanismo se relacionan dos escalas de variabilidad (diurna e interanual) y dos regiones del continente a través del acople suelo-atmósfera. Por otro lado, se investigó el rol del acople local HS-precipitación en la ocurrencia de eventos de lluvia por la tarde (sin tener en cuenta la intensidad), en relación a anomalías espacio-temporales y a la heterogeneidad de la HS. En general, los gradientes espaciales de HS tienden a ser un factor importante en promover la precipitación por la tarde, y el acople resulta en un feedback temporal positivo o negativo según la región. Se observaron resultados opuestos entre zonas con regímenes climáticos diferentes, sugiriendo que los mecanismos que conectan anomalías de HS y precipitación serían dependientes del tipo de régimen. La comparación de los diagnósticos entre las dos simulaciones permitió confirmar que los resultados obtenidos pueden efectivamente asociarse al acople y que no son producto de otros forzantes de la precipitación. Finalmente, se abordó la escala interanual, estudiando el acople local suelo-atmósfera con foco en la temperatura del aire superficial. Las regiones de alta variabilidad inter-anual de temperatura coinciden mayormente con las zonas de acople HS-atmósfera, localizadas principalmente en el sudeste de Sudamérica y en el este de Brasil. En las zonas de acople interactúan la HS y el balance energético en superficie, siendo la variabilidad de la temperatura parcialmente modulada por la interacción suelo-atmósfera. El acople se presenta mayormente en primavera y verano en el sudeste de Sudamérica mientras que en el este de Brasil está presente durante todo el año. También se señalaron diferencias entre los resultados de cada modelo, sugiriendo que la representación del acople es sensible a las parametrizaciones del suelo utilizadas. Además, se observó cómo la influencia del acople en la variabilidad atmosférica local disminuye con la altura.

Descripción: Se evaluó la variabilidad espacial y temporal de las comunidades de roedores del sur dela Mesopotamia argentina, bajo los marcos teóricos de la Ecología de paisaje y Ecologíade metacomunidades. El área de estudio abarcó tres ecorregiones, Espinal, Pampa y Delta e Islas del Paraná, con paisajes e historias de uso diferentes. Se caracterizaron lascomunidades de roedores de 77 localidades a partir restos óseos provenientes deegagrópilas de Tyto alba. La variación temporal se estudio a partir de 23 de esaslocalidades, entre los años 2008 y 2012. El relevamiento de las variables ambientales (topografía, clima y cobertura del suelo) se realizó a partir de imágenes satelitales. Seidentificaron 43.198 roedores pertenecientes a 16 especies, de las cuales 14 seregistraron en las tres ecorregiones. Las abundancias relativas de las distintas especiesque conformaron las metacomunidades de roedores de cada ecorregión resultaronsignificativamente diferentes. Tanto las características del ambiente como la ubicacióngeográfica estructuraron las metacomunidades de roedores. La diversidad yequitatividad de las comunidades de roedores variaron según la Ecorregión estudiada ycon los cambios en la cobertura del suelo y la disponibilidad de agua. El conjunto de losresultados obtenidos sugieren que en el Delta la estructura de las comunidades estaríadeterminada por filtros ambientales (pulsos de inundación y sequía) que operan a escalalocal, mientras que en la Pampa y el Espinal el uso de la tierra sería el factordeterminante de la estructura de las comunidades y sólo eventos climáticos extremosprovocarían cambios significativos en las comunidades de roedores.

Descripción: El objetivo principal de la presente tesis es contribuir al entendimiento de la interacción entre la humedad del suelo y la atmósfera durante las fases de desarrollo y madurez del monzón Sudamericano. Con este propósito, se desarrolló y analizó un conjunto de experimentos de regionalización dinámica utilizando el modelo atmosférico regional de Rossby Centre (RCA). Este objetivo principal lleva asociado un segundo objetivo relacionado con la herramienta empleada para los experimentos, el modelo regional RCA. RCA fue desarrollado por el Rossby Centre de Suecia con el propósito de estudiar el clima europeo y nórdico, y para su implementación sobre Sudamérica la versión RCA3-E fue desarrollada y evaluada. El tercer objetivo de esta tesis es cuantificar la importancia de las parametrizaciones del clima simulado de Sudamérica. La implementación del modelo regional sobre Sudamérica es uno de los resultados más importantes de esta tesis. Muchos de los errores de la versión original empleada sobre Europa fueron corregidas cambiando la base de datos de superficie y las parametrizaciones de convección, microfísica y cobertura de nubes. La presente tesis contribuye además al entendimiento de la interacción entre la humedad del suelo y la atmósfera durante el monzón Sudamericano. Un invierno seco o húmedo puede tener influencias sobre el desarrollo del monzón tanto en la Amazonia como en los subtrópicos como resultado de alteraciones en los vientos continentales, así como también en el reciclaje de evapotranspiración. El acoplamiento entre la humedad del suelo y la precipitación está conectado al acoplamiento entre la humedad del suelo y la evapotranspiración durante la fase madura del mozón. La Cuenca de la Plata, el Noreste de Brasil y parte de la región del SACZ fueron identificadas como regiones de fuerte acoplamiento entre humedad de suelo y precipitación. La sensibilidad del modelo a parametrizaciones de superficie es máxima durante la primavera.

Descripción: El objetivo principal de esta Tesis es avanzar en el conocimiento de los factores quedeterminan la temperatura media mensual en Argentina subtropical a través del análisisde las relaciones de dicha variable con la nubosidad, la humedad del suelo, latemperatura de los océanos Atlántico y Pacífico y la circulación atmosférica. A través deeste estudio se busca establecer en qué medida, desde el punto de vista estadístico, lasrelaciones físicas conocidas a nivel diario pueden ser transferidas a escalas temporalesmayores. Del análisis de correlación entre la temperatura media mensual y la nubosidad seencuentra que el signo es distinto según la época del año. Durante el semestre cálido (octubre a marzo) predominan las correlaciones negativas mientras que entre abril yseptiembre dominan las correlaciones positivas. La relación inversa observada durante losmeses cálidos se debería a que domina el efecto de la nubosidad previniendo laocurrencia de temperaturas máximas elevadas mientras que la relación directa que seencuentra en el semestre frío estaría asociada al efecto de la nubosidad moderando lastemperaturas mínimas. Con respecto a la relación entre el contenido de humedad en el suelo, calculado a travésdel Indice de Precipitación Estandarizado (SPI), y las temperaturas mínima, máxima ymedia en Argentina subtropical, los resultados obtenidos muestran que existencorrelaciones débiles de signo positivo entre la humedad del suelo y la temperaturamínima y correlaciones más altas en valor absoluto y de signo contrario entre la humedaddel suelo y la temperatura máxima. La temperatura media muestra un comportamientosimilar al de la máxima, principalmente durante el verano, reflejando que el efecto de lahumedad del suelo sobre la temperatura media es una consecuencla de la utilización delcalor disponible en el ambiente en el proceso de evaporación. En invierno no seencontraron correlaciones significativas indicando que la mayor o menor capacidadcalorífica de los suelos debido a su mayor o menor contenido de humedad, no es unfactor importante en la regulación la temperatura media. La relación entre la temperatura media mensual en Argentina subtropical y la posición delos vientos máximos en 200 hPa muestra que cuanto más al norte se encuentra laposición de los vientos zonales máximos, menores son las temperaturas medias en lamayoría de las estaciones de la región analizadas. Durante los meses de invierno yprimavera la correlación es mayor que para el trimestre de verano y los primeros mesesdel otoño así como el área donde alcanza valores significativos. Las débiles correlacionesobtenidas para los meses estivales se deben a que la región está caracterizada por unamarcada barotropía y los vientos máximos superiores se encuentran desplazados hacia la Patagonia. Existe una correlación negativa entre el número de pasaje de perturbaciones (N) en Santa Rosa, Paraná y Posadas y la temperatura media que es mayor en valorabsoluto en el otoño y comienzo del invierno en Posadas y Paraná y más irregular espacialy temporalmente en Santa Rosa. Estas correlaciones indican que la relación entre latemperatura media y N es tal que, a escala mensual, el mayor pasaje de perturbacionesestá asociado a menores temperaturas. Los resultados obtenidos del análisis de la relación entre la temperatura del mar delocéano Atlántico (TSMAtlántico)la temperatura media mensual en Argentina subtropical (Tsup) muestra que en los meses de verano, anomalías frías (cálidas) en Argentinasubtropical están asociadas a anomalías cálidas (frías) en el Atlántico en la banda 20°S-30°S. Estos resultados se deberían a que anomalías negativas de Tsup podrían serconsecuencia del aumento de la precipitación y por ende de la nubosidad asociadas a undesplazamiento hacia el sur de la Zona de Convergencia del Atlántico Sur (ZCAS) comoresultado de un calentamiento en el Atlántico hacia el sur de la ZCAS. Durante el otoño seencuentra una relación directa entre Tsup y TSMAtlántico que se debería a que el flujo ensuperficie en Argentina subtropical durante esa época del año es predominantemente deleste mientras que no se encuentran señales claras en la relación entre Tsup y TSMAtlánticodurante el invierno. Del análisis de la relaclón entre Tsup y la temperatura del océano Pacífico (TSMPacífico) seencuentra que los patrones correspondientes al verano, asociados a eventos El Niño/La Niña muestran una relación inversa entre la temperatura del mar del Pacífico tropical y latemperatura en el noreste de Argentina. Las anomalías negativas en la temperatura en elnoreste de Argentina durante eventos cálidos se deberían al aumento de la nubosidaddebido a la mayor precipitación. En las componentes de otoño en las que no aparece elmodo Niño/Niña, se observa que es significativa la región del Pacífico subtropical próximoa la costa sudamericana de forma que se encuentra una relación directa entre TSMPacífico y Tsup. Esta relación podría deberse a que esa región del Pacífico es donde en general tienenorigen los sistemas frontales que ingresan al continente y por lo tanto su temperaturaaparece condicionando la advección térmica. Durante el invierno se observa una relacióndirecta entre las anomalías de TSMPacíflco en la región ecuatorial y Tsup en Argentinasubtropical de forma que eventos El Niño están asociados a anomalías cálidas de Tsup yeventos La Niña a anomalías frías. Esto se debería a la modificación de la circulaciónregional durante eventos cálidos (fríos) que implica una menor (mayor) frecuencia deirrupciones de frentes fríos y una mayor (menor) permanencia del aire cálido advectadodesde el norte en Argentina subtropical. Durante la primavera se encuentra una relación directa entre la temperatura del Pacíficoecuatorial y la temperatura en Argentina subtropical, confirmando que eventos cálidos (fríos) están asociados a una intensificación (debilitamiento) de la advección de aire cálidoy húmedo sobre el sudeste de Sudamérica. El Pacífico subtropical muestra una relacióninversa con la temperatura en Argentina subtropical, con diferencias entre los distintosmeses de la primavera pero que en general es significativa en la región este. Se formula un modelo de estimación de la temperatura media mensual para tressubregiones de Argentina subtropical (oeste, noreste y sudeste) en función de lanubosidad, humedad del suelo, posición de los vientos máximos en 200 hPa, número depasaje de perturbaciones y temperatura de la superficie del mar de los océanos Atlánticoy Pacífico y pesando la importancia relativa de cada uno de ellos. Los resultadosobtenidos a partir de la aplicación del método de regresión múltiple muestran que existedisparidad en la bondad del ajuste entre las diferentes subregiones. En general, la zonaoeste es la que presenta la menor proporción de varianza explicada. Con respecto a lasvariables que se incorporan a los modelos, los resultados son en general bastantedispares y no se observan variables que expliquen individualmente la variabilidadinteranual de la temperatura mensual. Los resultados obtenidos a lo largo de los diferentes capítulos permitieron establecerrelaciones importantes entre la temperatura media mensual en Argentina subtropical y unconjunto de variables atmosféricas y oceánicas. Si bien estos factores no alcanzan paraexplicar la totalidad de la variabilidad de la temperatura media mensual en la región, seha demostrado que según la época del año y la subregión, la varianza explicada por losfactores analizados puede superar el 50%. A través de este estudio de diagnóstico sedemuestra que la temperatura media mensual en Argentina subtropical depende unconjunto de factores que varían según la época del año y la subregión considerada y queninguno de los factores es capaz de explicar individualmente la variabilidad interanual dela temperatura poniendo de esta forma de manifiesto la complejidad del pronósücoclimático de la temperatura mensual en la región.

Descripción: El fósforo (P), en el suelo, se encuentra generalmente insoluble. Cuando este es solubilizado por algunos hongos (HS), las micorrizas arbusculares (HMA) lo movilizan hacia las raíces de las plantas. El estudio de la inoculación conjunta de estos microorganismos podría disminuir la cantidad de fertilizantes utilizados. En esta tesis se discutirán los procesos de solubilización y mineralización de P, además de la interacción HS-HMA. Se estudió in vitro la solubilización y mineralización de diferentes fuentes de P así como también el efecto de la nutrición carbonada y nitrogenada sobre este fenómeno. Por otro lado, se evaluó el efecto de la interacción HS-HMA in vitro, y HS-HMA-Trigo in vivo. Los resultados muestran que la solubilización y mineralización del P varía según la fuente fosforada, la especie solubilizadora y la disponibilidad de nutrientes. Los HS a través de sus exudados modulan el crecimiento de HMA en ausencia o presencia de la raíz hospedadora. La inoculación combinada de HS-HMA no modifica el crecimiento del trigo o el funcionamiento de la simbiosis medida como actividad de fosfatasas alcalinas asociadas al micelio intraradical, aunque incrementa las fosfatasas alcalinas rizosféricas. Nuestros resultados indican que las interacciones microbianas son complejas y su efecto neto depende de múltiples factores como las especies fúngicas involucradas, el sustrato en el cual se desarrolla la interacción y el tiempo en el cual se evalúa la respuesta.

Descripción: Dentro del Plan Espacial Nacional (PEN), la Comisión Nacional de Actividades Espaciales (CONAE) tiene previsto el lanzamiento de la misión satelital SAOCOM, un radar de aperturasintética (SAR) que opera en microondas (λ = 23cm) y cuyo principal objetivo es laestimación de humedad del suelo sobre Pampa Húmeda. El problema de la estimación devariables biogeofísicas a partir de imágenes SAR es un problema mal condicionado, dondecon frecuencia existen muchas combinaciones de parámetros de la superficie que producen lasmismas observaciones SAR. Por esta razón, existen diversas técnicas de inversión, las cualesdeben tener en cuenta lo siguiente: 1. la dificultad en la parametrización de los modelos de dispersión que rigen la respuestadel blanco ante un onda electromagnética incidente sobre él, 2. las incertezas en la medición del radar proveniente de ruido de origen coherente (conocidocomo ruido speckle), 3. las incertezas provenientes de la ingeniería del sensor, 4. las incertezas provenientes de la variabilidad espacial de las variables del blanco, enparticular de la humedad del suelo. En este trabajo de tesis se desarrolló un esquema de inversión bayesiano que toma encuenta todos estos temas. Dicho esquema se evaluó con datos SAR y mediciones de campoprovenientes de varias campa˜nas con sistemas aerotransportados y satelitales. El esquemabayesiano considera todas las dificultades encontradas en el desarrollo de un producto operativode humedad del suelo y puede resultar en un algoritmo alternativo al desarrollado por CONAE para la misión satelital SAOCOM.

Descripción: Las actividades humanas y sus impactos ambientales son en gran parteresponsables de la disminución de la biodiversidad. Los humedales están entrelos ecosistemas más vulnerables frente a estos procesos. Los anfibios sedestacan como grupo indicador de la calidad ambiental para evaluar ypronosticar la magnitud de dichas transformaciones por medio de los patronesde presencia, distribución y composición de sus comunidades. En esta tesis sepropone estudiar la relación entre los cambios ambientales en paisajes conhumedales y los anfibios. El trabajo se desarrolló en la provincia de Corrientesbajo un enfoque de múltiples escalas: nivel de hábitat, paisaje y biogeográfico. A escala de hábitat, se analizaron las comunidades de anfibios presentes enambientes perilacunares inmersos en tres usos del suelo: conservación (C),ganadero (G) y forestal (F). Se encontraron 21 especies de anfibios, 6 de ellaspresentes en todos los usos mientras que 2 resultaron exclusivas en C y 2 en F, ambos usos resultaron los más ricos y diversos. A escala de paisaje, seidentificaron y caracterizaron 12 paisajes funcionales, 6 resultaron sensibles alos cambios en precipitación y temperatura (65% de la superficie del áreaestudiada). Las mismas resultaron ambientes terrestres asociados comohábitat potencial de 11 especies mediante el modelado de la disponibilidad dehábitat potencial. A escala biogeográfica, se evaluaron patrones de cambiopotencial de la distribución de anfibios en un escenario climático futuromediante un enfoque inductivo de modelado del nicho ecológico. Se prevé paratodas las especies consideradas una reducción en su área y para el 40%además, un aumento de la fragmentación. Estos resultados aportan alconocimiento ecológico y biogeográfico de los anfibios de Corrientes yconstituyen una herramienta para el desarrollo de estrategias y políticaspúblicas de manejo y conservación de la biodiversidad.